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锚索施工方案及主要技术措施
锚索施工方案及主要技术措施
1.1施工流程
测量、放线定位钻机就位校正孔位
调整角度钻孔钻至设计深度(土方加钢套管)
提出钻杆淸孔、验孔插钢绞线锚索常压
灌浆压力注浆裸露筋防锈张拉锁
定验收
1.2钻孔
1、用汽车吊将钻机吊装就位,釆取可靠的固定措施,将钻机稳定在钢管脚手架搭设的操作平台上。
2、现场测设倾角并精确调整钻杆至设计位置,引孔定位从桩面开始钻进,抗滑桩玲钻进完成后,接钢套管(0.9m/节)进行跟管钻进,直至进入稳固岩层0.5m后,重新从套管内下入150mm钻头进行钻进至设计要求深度。
钢套管直径168mm,套管壁厚lOnim,套管丝接头釆用外加工。
锚孔孔径
自由段为180mm,锚固段为150mni。
3、施钻时开始宜低速慢进1.5m后,以正常速度钻进。
同时施钻过程中,应随时观察钻机定位情况和钻杆方位,以
确保钻孔质量。
1.3清孔、验孔
钻机钻孔施工完成后,因为孔内残留有大量的岩粉、碎屑、泥皮、沉渣和其他杂物,如果清理不干净、不彻底,会严重降低预应力锚索的锚固力。
淸孔质量是保证锚杆质量的关键,要求成孔孔壁垂直,孔内不得有塌陷和松动,完全清除孔内沉渣。
所以锚索安装前必须釆用人工或高压风清除孔内岩粉、碎屑、泥皮、沉渣和其他杂物。
清孔完成后及时请建设、监理进行验孔并收尺。
1.4锚索制作
锚索制作工艺流程或束通知单>下料、清洸
安装承载体、挤压P
辛L编束安装支撑环安装注浆管验收
在预先平整好的下料场地上(场地要求宽仙、长40m左右)按下料长度进行下料,每根绞线长度误差控制在10cm左右。
下料长度计算
Li——各分段锚固长度
L.——锚索自由段长度
L——锚索工作段长度
下料要求用砂轮切割机切割好以后,钢绞线一端剥除PE15cm,对剥除部分绞线除污净,下好料以后,按要求设置承压板、支撑环,支撑环每Im放1个,用GYJ60A型挤压机对剥除部分挤压上P锚。
索体要求绑扎牢固,绞线应平行顺直。
对不同位置处的承载体相对应的绞线外露端做出临时和永久性标记。
灌浆管绑扎在锚索体上,灌浆管头部距孔底5-10cm,灌浆管使用前,要检查有无破裂、堵赛。
绑扎好的锚索顶部要安装导向帽,以方便穿索。
锚索制好后应将承压板、P锚外部涂上防腐油漆。
检查合格后的锚索标识好以后分区存放,同时做好防雨、防晒工作。
1.5插钢绞线锚索
锚索按其结构构造由专人制作,要求顺直。
淸孔完成后尽快地安设锚索拉杆,以防止钻孔坍陷。
锚索拉杆钢绞线如涂有油脂,在其锚固段要仔细加以清除,以免影响与锚固体的粘结。
沿杆体轴线方向每隔1.5m设置定位支架。
插入锚索拉杆时应将灌浆管(共两条管,一条为常压注浆管,注浆完后能够拔出重复使用;另一条为二次压力注浆管,管头密封,在锚固段范围内的管身上加工一些出浆孔,间距约为1.0m^l.5m,开孔处的外部用橡胶圈盖住,压浆管孔径35mm。
),与拉杆绑在一起同时插入孔内,放至距孔底保持50cm,通常要求清孔后,立即插入锚索,插入时将拉杆有定位支架的一面向下方。
如钻孔时使用套管,则在插入拉杆灌完浆后将套管拔出。
为保证非锚固段拉杆能够自由伸长,杆体自由段应用塑料布或塑料管包裹,与锚固体连接处用铅丝绑牢。
杆体长度应等于锚索设计长度加上张拉长度;安放杆体时,应将杆体顺直,缓慢插入孔中,不得搅动土壁。
杆体插入孔内深度不应小于锚索长度的95%,杆体安放后不得随意敲击,不得悬挂重物。
1.6灌浆
灌浆是预应力锚索施工中的一道关键工序,必须认真进行,并作好记录。
灌浆材料采用M30水泥砂浆掺早强剂和微膨胀剂。
水泥采用重庆科华32.5R普通水泥。
配合比(水泥:
细骨料:
水=1:
0.91:
0.56)
注浆浆液搅拌均匀,随搅随用,浆液在初凝前用完,并严防石块和杂物等混入。
注浆作业开始时或中途停止超过lOmin以上,宜用水或稀水泥浆润滑浆泵及管路。
灌浆方法分两次完成:
第一次为常压灌浆,第二次为压力注浆。
第一次常压灌浆是用压浆泵将水泥浆经胶管(或用1根030mm左右的钢管作灌浆管)灌入孔内,管端保持高于底lOOmmo一次灌注压力为0.6MPa左右。
随着水泥浆或砂浆的灌人,浆液从钻孔底部向上返回,钻孔孔口处有水徐徐溢出,待孔口出现纯水泥浆时一次常压灌浆结束。
灌浆时应逐步将浆管向外拔出直至孔口,但在拔管过程中应保证管口始终埋在浆液内。
压力不宜过大,以免吹散浆液或砂浆。
待浆液或砂浆回流到孔口时,用水泥袋纸等捣人孔内,再用粘土封堵孔口,并严密捣实。
二次高压注浆是在水泥浆终凝以前(约3〜12小时之内)进行压力注浆,利用注浆管对锚固段分段注入浆液,二次注浆压力为2.0〜2.5MPa,以便能冲开一次常压注浆所形成的具有一定强度的锚固体。
灌浆压力愈大,锚固体与周边土层结合得越紧密,结合带的摩擦角和粘聚力值也相对应提高,因而土体的抗剪强度值也显著增大。
若灌浆压力很低,或在无压力灌浆状态此时,锚固体外围土层的抗剪强度值,则完全取决于原状土的物理力学性能和上部土层的静压力。
1.7锚索张拉
1、锚索张拉锁定应符合下列规定:
⑴张拉前应对张拉设备进行标定;张拉设备可用YC-6C型穿心式千斤顶和SY-60油泵,当张拉到设计荷载时,锁紧锚索,完成锚定工作。
⑵锚固体灌浆后进行锚索张拉锁定,再进行自由段二次注浆。
⑶锚固体强度大于20MPa,并达到设计强度的80%后分两次张拉;第二次张拉宜超过设计值的1.05倍超张拉,同时张拉控制应力不超过0.65倍钢绞线的强度标准值。
锁定荷载值取设计值的70%o
2、锚索锁定应符合下列规定:
⑴应采用符合技术要求的锚具;张拉端采用夹片式锚具,锚具出厂前应进行检验并提供质量保证书。
进场后应抽样进行外观检查,并按规定抽取夹片锚进行组装件试验,检验合格后方能使用。
⑵锚索锁定值应符合设计预应力的要求;
⑶锚索锁定后若经检测发现明显的预应力损失,应进行补偿张拉。
在粘性土,特别是在饱和淤泥质粘土层中,预应力锚索会产生蠕变现象,此外钢材的松弛,基抗支护位移和周围环境(温度、湿度、振动等)因素都会导致预应力的减小。
根据试验,预应力损失在硬质粘性土中约为张拉荷载的6%;在软粘性土中约为张荷载的10%左右。
为此,一般在张拉3-5天后,进行再次张拉,可有效改善锚索的长期工作性能。
3、锚索张拉与锁定作用均应有详细、完整地记录。
4、锚索张拉试验按下列规定进行:
⑴张拉顺序从任一束开始,对称张拉;
⑵最大试验荷载应取锚杆轴向拉力设计值N的1.2倍;
⑶初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍;
⑷加荷等级与观测时间按下表进行:
加荷等级
0.10Nt
0.25Nt
0.50Nt
0.75Nt
l.OONt
1.20Nt
锁定值
观测时间(分
钟)
5
5
5
10
15
10
5
⑸在每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次;
⑹达到最大试验荷载后观测15min,卸荷至0.INt,并测读锚头位移。
5、锚索验收标准
在最大验收试验荷载作用下,锚头位移相对稳定,即在荷载等级观测时间内,锚头位移小于0.lmmo
6、预应力张拉步骤
⑴张拉前提条件
预应力筋张拉前,提供与结构构件同龄期同养护条件的水泥砂浆试块强度检验报告,当水泥砂浆强度达到设计要求的张拉强度后方可进行预应力张拉。
⑵预应力筋张拉程序
当混凝土强度达到设计强度的80%(24MPa)后,方可进行预应力筋张拉;张拉前应进行试张拉,即对各种长度类型预应力筋各取一组筋(3根)按如下张拉程序张拉至设计张拉力。
试张拉时,量取实际伸长值并计算实际摩擦损失,然后推算预应力筋理论伸长值,作为正式张拉的控制依据。
张拉步骤如下:
在张拉端安装锚环、夹片。
两片式夹片需同时推进到锚环里。
装上千斤顶,开动油泵,对预应力筋进行张拉。
当张拉应力达到0.lacon时停止加荷,读取初始读数。
张拉应力继续增大至设计张拉力(1・0Ocon)时,记录伸长值:
退出千斤顶。
⑶预应力张拉伸长值控制
张拉前先计算张拉力,然后根据千斤顶的张拉力一油压
标定曲线计算张拉时使用的油压表读数(张拉千斤顶必须是在标定有效期内):
预应力筋理论伸长值ALP按下式计算:
ALp=FpmLp/ApEp
Fpm预应力筋的平均张拉力(N);
LP——预应力筋的长度(mm)
AP——预应力筋的截面面积(mm2)
EP——预应力筋的弹性模量(N/mm2)
张拉采用以控制张拉力为标准,以实际伸长值作为校核的双控方式。
即预应力筋在张拉到控制张拉力时,实际伸长值应在理论伸长值的95%—110%的范围之间。
⑷预应力筋张拉验收
预应力筋张拉时,必须如实填写“预应力筋张拉原始记录表”。
张拉完毕,根据“预应力筋张拉原始记录”整理出“预应力筋张拉伸长值整理表”,作为预应力施工技术资料的一部分。
1.8试验
项目包括极限抗拔试验、性能试验和验收试验。
1、基本试验
基本试验亦称极限抗拔试验,用以确定设计锚杆是否安
全可靠,施工工艺是否合理,并根据极限承载力确定允许承载力。
试验应在有代表性的土层中进行。
所用锚杆的材料、几何尺寸、施工工艺、土的条件等应与工程实际使用的锚杆条件相同。
荷载加到锚杆破坏为止,以求得极限承载力,根据承载能力再除以安全系数K,即为土层锚杆的允许使用荷载。
对于临时性锚杆,当外荷按主动土压力计算时,取K:
1.5;当外荷按静止土压力计算时,K:
1.33。
试验设备多采用YE〜60穿心式千斤顶和A6〜400型高压油泵在锚杆外施加拉力。
每次加荷值为设计荷载的20%~25%,试验数量很多3根。
2、性能试验
性能试验又称抗拉试验,目的是求出锚杆的荷载〜变位曲线,以确定锚杆验收的标准。
试验一般在锚杆验收之前灌浆达到70%强度之后进行。
张拉试验的锚杆数量应为施工总锚杆总数的3%~5%,但很多于3根,以检验是否符合设计和施工质量要求。
所用锚杆的材料、几何尺寸、构造、施工工艺应与施工的锚杆相同。
但荷载不加到锚杆破坏。
锚杆的加荷方式,依次为设计荷载的0.25、0.50.0.75、1.00、1.20和1.33倍。
3、验收试验
验收试验是检验现场施工锚杆的施工质量是否达到设计要求,确定在设计荷载作用下的安全度,并对锚杆的拉杆施加一定的预应力。
其试验要求及步骤按GB50330-2002附录C.3要求进行,验收试验锚索的数量取锚杆总数的3%,且不得少于5根。
加荷设备亦用穿心式千斤顶在原位进行。
检验时的加荷方式,对临时性锚杆,依次为设计荷载的0.25、0.50、0.75、1.00和1.20倍(对永久性锚杆加到1.5倍),然后卸载至某一荷载值(由设计定),接着将锚头锁紧固,此时即对锚杆施加了预应力。
每次加荷后要测量锚头的变位值,将结果绘成荷载〜变位图,以此与性能试验的结果对照,如果验收试验锚杆的总变位置不超过性能试验的总变位量,即认为该锚杆合格,否则为不合格,其承载能力要降低或釆取补救措施。
1.9施工要点
1、钻孔要保证位置正确,要随时注意调整好锚孔位置
(上下左右及角度),防止高参差不齐和相互交错。
2、钻进后要反复提插孔内钻杆,再接下节钻杆;在钻杆钻至最后一节时,应比要求深度多10-20cmo
3、钢绞线使用前要检查各项性能,检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况;有不合格的应进行更换或处理。
断好的钢绞线长度要基本一致,偏差不得大于5cm。
端部要用铁丝绑扎牢,不得参差不齐或散架。
钢绞线束留量应从挡土、结构物连线算起,外留1.0〜l.2n)。
钢绞线与导向架要绑扎牢固,导架间距要均匀,一般为2m左右。
注浆管使用前,要检查有无破裂堵塞,接口处要处牢固,防止压力加大时开裂跑浆。
4、钻机拔出钻杆后,外套在孔内不会坍孔,但亦不宜间隔时间过长,以防流砂涌人管内,造成堵塞。
5、灌浆压力,一次注浆压力0.6MPa;二次注浆压力为2.0〜2.5MPa,宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆,可有效提高锚杆抗拔力(20%左右)。
灌浆材料可根据气温、土质情和使用要求,适量掺加早强剂、防冻剂或减水剂。
6、注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备灌浆管等。
注浆后自然养护很多于7天,待强度达到设计强度等级的80%以上,始可行张拉工艺。
在灌浆体硬化之前,不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。
7、张拉前要校核千斤顶,检验锚具硬度;清擦孔内油
污、泥砂。
张拉力要根据实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定,一般按设计轴向力的75%-85%行控制。
1.10脚手架工程
本工程脚手架为钢管脚手架,脚手架从反填土方上搭设,搭设前对反填土方进行碾压夯实,保证施工平台5m宽,脚手架钢管必须符合要求,不得釆用有腐蚀有损伤的钢管,在施工中为了防止钻机在钻孔时架子向外倾斜,必须用钢管在抗滑桩上锁定,以确保架子稳定和操作人员的安全。
立杆纵横间距为1.2m,用条石或大块石作为垫板,防止架子下陷影响钻孔角度,纵向扫地杆离地0.2m,横向扫地杆在纵向扫地杆下。
纵向水平杆底层步距1.8m,上面步距1.2m,横向水平杆间距同立杆间距,施工操作平台横向水平杆间0.3mo
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